KR840000711B1 - 전자식 엔진 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자식 엔진 제어장치

제1도는 본 발명의 1실시예의 센서와 작동기의 위치를 나타낸 배치도.

제2도는 제1도의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도.

제3도는 제1도의 제어회로의 상세한 도면.

제4도는 제3도의 입출력 회로 부분의 상세한 도면.

제5도는 제4도의 동작 설명도.

제6도는 제4도의 단계수기(stage counter)의 상세한 도면.

제7도는 동기화 회로의 상세한 도면.

제8도는 제7도의 동작설명도.

제9도는 증분 제어기의 상세한 도면.

제10도는 연료분사 신호처리의 동작설명도.

제11도는 점화시기 제어의 동작설명도.

제12도는 EGR 또는 NIDL의 처리의 동작 설명도.

제13도는 엔진회전속도 RPM 또는 차량속도 VSP 검출의 동작설명도.

제14도는 INJ 단신호 발생회로도이다.

본 발명은 내연기관의 총합적인 제어장치에 관한 것이며, 특히 자동차용 내연기관의 총합적인 제어장치에 관한 것이다. 대중 교통기관으로서 자동차의 수요가 증가함에 따라 사회적 문제도 여러가지 발생하고 있다. 그 주된 것은 대기오염 및 석유에너지의 소비이다.

최근에는 배기가스 대책에 힘서오고 있다. 그러나, 이 대책때문에 내연기관(이하 엔진이라 함)의 총합효율은 저하되고 있다. 엔진의 운전효율의 저하를 방지하고, 또한 배기가스 대책을 향상시킨다는 관점에서 전자제어를 채택하여, 제어 정밀도를 향상시키고저 하는 일이 시험되고 있다.

예를들면, 전자 제어식 연료 분사장치나 점화시기 제어장치가 발표되고 또 최근에는 마이크로 프로세서에 의한 점화시기 제어장치가 발표되어 있다.

본 발명은 내연기관을 제어하는 전자식 제어장치에 관한 것이며, 특히 마이크로프로세서로 부터의 제어신호에 따라 작동기를 실제로 동작시키기 위한 출력신호를 발생시키기 위한 회로 즉, I/O회로의 구조에 관한 것이다.

종래의 내연기관 제어용 전자식 제어장치 예를들면, 미국 특허 제3,969,614호 등에 있어서는, 종래의 기계적 제어장치를 각각 전자식 제어장치로 치환한 것이며, 따라서 개개의 제어대상(예를들면, 속도신호 등의 입력검출, 점화시기제어, EGR 밸브의 제어, 연료분사밸브의 개방제어, 기타의 제어)마다 마이크로프로세서로부터의 제어신호에 따라 동작출력 신호를 형성ㅎ는 전자제어장치가 설치되어 있었다.

그렇지만, 그와 같은 종래의 전자적 제어장치에서는 각 제어대상간에 유기적은 상호작용이 결핍되어 섬세하고 정확한 제어가 곤란하였다.

본 발명에 의하면 상술한 바와 같은 종래기술에 비해 결점이 없으며 검출신호의 입력처리 및 출력신호의 형성을 총합적이며 집중적으로 행하는 I/O회로가 얻어진다.

이에 따라 비교적 작은 회로 구성에 의해 효율적으로 입력처리를 행하며 출력신호를 형성시킬 수 있다.

본 발명의 목적은 엔진의 회전상태에 따라 광범위한 변화가 요구되는 작동기를 양호하게 제어할 수 있는 전자식 엔진 제어장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 연산처리된 데이터를 기준 레지스터군의 대응되는 레지스터에 세트함과 동시에, 엔진의 순시상태를 나타내는 데이터를 유지해주는 레지스터의 유지데이터에 계수하는 단주기(段周期)를 변경하는 데이터를 필요에 따라 설정할 수 있도록 한 것이다.

다음에 본 발명의 실시옐르 도면에 따라 설명한다.

제1도는 전자식 엔진제어장치의 주요구성을 나타내는 계통도이다. 공기정화기(12)를 거쳐 흡입된 공기는 공기유량계(14)에 의해 그 유량이 계측되며, 공기유량계(14)에 나타난 공기유량은 흡기량 신호 Q_A가 되어 제어회로(10)에 입력된다. 공기유량계(14)에는 흡입공기의 온도를 검출사기 위한 흡기온도 센서(16)가 설치되어, 흡입공기의 온도를 나타내는 흡기온도 신호 T_A가 제어회로(10)에 입력된다.

공기유량계(14)를 통과한 공기는 드로틀 챔버(18)를 통과하여 흡입 매니홀드(26)로 부터 흡입밸브(32)를 거쳐 엔진(30)의 연소실(34)로 흡입된다. 연소실(34)로 흡입되는 공기의 양은 가속페달(22)과 기계적으로 연동하여 드로틀 챔버내에 설치되어 있는 드로틀 밸브(20)의 개방정도를 변화시키므로써 제어된다. 드로틀 밸브(20)의 개방정도는 드로틀 위치 검출기(24)에 의해 드로틀 밸브(20)의 위치가 검출되므로서 얻어지며, 이 드로틀 밸브(20)의 위치를 나타내는 드로틀 개방신호 QTH는 드로틀 위치 검출기(24)로 부터 제어회로(10)에 입력된다.

드로틀 챔버(18)에는 무부하용의 바이패스통로(42)와 이 바이패스통로(42)를 통과하는 공기량을 조정하는 무부하 조절나사(44)가 설치되어 있다. 엔진이 무부하 완속 상태로 운전되고 있는 경우, 드로틀 밸브(20)가 완전 폐쇄 상태에 위치하고 있다. 공기 유량계(14)로 부터의 흡입공기는 바이패스 통로(42)를 통하여 흘러 연소실(34)로 흡입된다. 따라서 무부하 완속 운전상태에 흡입 공기량은 무부하 조절나사(44)의 조정으로 변화된다. 연소실에서 발생하는 에너지는 바이패스통로(42)로 부터의 공기량에 따라 거의 결정되므로 무부하 조절나사(44)를 조정하여 엔진의 흡입공기량을 변화시키므로서 무부하 완속 운전상태의 엔진 회전속도를 적정값으로 저정할 수 있다.

드로틀 챔버(18)에는 또한 별도의 바이패스 통로(46)와 공기조절기(48)가 설치되어 있다. 공기조절기(48)는 제어회로(10)의 공기량 제어 신호 NIDL에 따라 바이패스 통로(46)를 통과하는 공기량을 제어하여 엔진의 시동후의 엔진 회전속도의 제어나 드로틀 밸브(200의 급변시에 엔진에 적정한 공기량의 공급을 행한다. 또, 필요에 따라 무부하 운전시의 공기유량을 변화시킬 수도 있다.

다음에 연료공급계에 관하여 설명한다. 연료탱크(50)에 저장되어 있는 연료는 연료펌프(52)에 흡입되어 연료 방출기(54)에 압송된다. 연료방출기(54)는 연료펌프(52)로 부터의 연료의 압력 맥동을 흡수하여 소정 압력의 연료를 연료필터(56)를 거쳐 연료압축조절기(62)에 보낸다. 연료압축 조절기로부터의 연료는 연료파이프(60)를 거쳐 연료분사기(66)에 압속되어 제어회로(10)로 부터의 연료분사 제어신호 INJ에 의해 연료분사기(66)가 열러 연료를 분사한다. 연료분사기(66)로 부터의 연료분사량은 연료 분사기(66)의 개방시간과, 분사기로 압송되어 오는 연료 압력과 연료가 분사되는 흡입매니홀드(26)와의 압력차로 정해진다. 그러나 연료분사기(66)로부터의 연료분사량이 제어회로(10)로부터의 신호에 의해 결정되는 개방시간에만 의존하는 것이 바람직하다.

그래서 연료분사기(66)에의 연료압력과 흡입 매니홀드(26)의 매니홀드 압력의 차가 항상 일정하게 되도록 연료 압력 조절기(62)에 의해 연료분사기(66)에의 압속 연료압력을 제어하고 있다. 연료압력 조절기(62)에는 압력전달관(64)을 거쳐 흡입 매니홀드 압이 인가되고, 이 압력에 대하여 연료파이프(60)내의 연료 압력이 일정값 이상이 되면 연료파이프(60)와 연료 리턴 파이프(58)등이 도통하여 과잉압력에 대응한 연료가 연료 리턴파이프(58)를 거쳐 연료탱크(50)로 복귀된다.

이와 같이 하여 연료파이프(60)내의 연료 압력과 흡입매니홀드내의 매니 홀드 압력과의 차가 항상 일정하게 유지된다.

연료탱크(50)에는 또 연료가 기화된 가스를 흡수하기 위한 파이프(68)와 통(70)이 설치되어 엔진 운전 시대기에 개방된 입구부터 공기를 흡입하여, 흡입한 연료와 기화가스를 파이프(72)에 의해 흡입 매니홀드에 인도하여 엔진(30)에 인도한다. 상기한 바와 같이 연료분사기로부터 연료가 분사되어 흡입밸브(32)가 피스톤(74')의 운동에 동기되어 열리고, 공기와 연료의 혼합기가 연소실(34)에 인도된다.

이 혼합기가 압축되어 점화플라그(36)로 부터의 스파아크 에너지에 의해 연소하므로서, 혼합기의 연소에너지는 피스톤을 움직이는 운동 에너지로 변환된다.

연소한 혼합기는 배기가스로서 배기밸브(도시하지 않음)에 의해 배기관(76), 촉매변환기(82), 소음기(86)를 거쳐 대기중으로 배기된다. 배기관(76)에는 배기환류관(78)(이하 EGR 파이프라 함)이 있는데, 이 배기환류관을 거쳐 배기가스의 일부가 흡입 매니홀드(26)에 인도된다. 즉, 배기가스의 일부가 다시 엔진의 흡입측으로 환류된다. 이 환류량은 배기가스 환류장치(28)의 개방정도에 의해 결정된다. 이 갭아정도는 제어회로(10)의 배기환류신호 EGR에 의해 제어되며, 또한 배기가스 환류장치(28)의 밸브위치가 전기신호로 변환되어 배기환류량 신호 QE로서 제어회로(10)에 입력된다.

배기관(76)에는 λ센서(80)가 설치되어 있어 연소실(34)에 흡입된 혼합기의 혼합비율을 검출한다. 구체적으로 말하자면, O₂센서(산소센서)가 일반적으로 사용되며, 배기가스중의 산소 농도를 검출하여 산소 농도에 따른 전압 Vλ를 발생한다. λ센서(80)의 출력신호 Vλ는 제어회로(10)에 입력된다. 촉매변환기(82)에는 배기 온도 센서(84)가 설치되어 있어, 배기온도에 따른 배기온도신호 TE가 제어회로(10)에 입력된다.

제어회로(10)에는 부전원단자(88)와 정전원단자(90)가 설치되어 있다. 그리고 제어회로(10)로부터 상술한 점화플라그(36)의 스파아크 발생을 제어하는 점화 제어신호 IGN이 점화코일(40)이 1차코일에 가해지고, 이에 따라 2차 코일에 발생한 고전압이 배전기(38)를 거쳐 점화플라그(36)에 인가되어 연소실(34)내에서의 연소를 위한 스파아크를 발생한다.

더욱 구체적으로 설명하자면, 점화코일(40)에는 정전원단자(92)가 설치되어 있으며, 또 제어회로(10)에는 점화코일(40)의 1차 코일 전류를 제어하기 위한 전력 트랜지스터가 설치되어 있다. 점화코일(40)의 정전원단자(92)와 제어회로(10)의 부전원단자(88)간에 점화코일(40)의 1차코일과 상기의 전력 트랜지스터와의 직렬회로를 형성시켜, 그 전력 트랜지스터가 도통하므로써 점화코일(40)에 전자기 에너지가 축적되고, 상기 전력 트랜지스터가 차단되므로써 상기의 전자기 에너지는 고전압인 에너지로 점화플라그(36)에 인가된다.

엔진(30)에는 수온센서(96)가 설치되어 있어 엔진 냉각수(94)의 온도를 검출하여 이 온도에 따른 수온신호 TW를 제어회로(10)에 입력한다. 그리고 엔진(30)에는 엔진의 회전 위치를 검출하는 각도센서(98)가 설치되어 있으며, 이 각도센서(98)에 의해 엔진의 회전에 동기하여 예를들면, 120°마다 기준펄스 PR를 발생하며, 또 엔진이 소정각도(예를들면, 0.5도) 회전할때 마다 각도신호 PC를 발생하여 이 신호를 제어회로(10)에 입력시킨다.

제1도에 있어서, 공기유량계(14) 대신 부압센서를 사용해도 좋다. 도면중 점선으로 나타낸 100은 부압센서로써, 흡입매니홀드(26)의 부압에 따른 부압신호 VD를 제어회로(10)에 입력시킨다.

부압센서(100)로서는, 구체적으로 말하자면 반도체 부압센서를 고려할 수 있다. 실리콘 칩의 한쪽에 흡입 매니홀드의 상승압력을 작용시키고, 다른쪽에는 대기압력 또는 일정압력을 작용시킨다. 경우에 따라서는 진공이라도 좋다. 이와 같은 구조로함으로써 피에조(Piezo electric) 저항효과 등의 작용에 의하여 매니홀드압에 따른 부압 VD가 발생하여 제어회로(10)에 인가된다.

제2도는 6기통 엔진의 크랭크각에 대한 점화시기와 연료분사시기를 설명하는 동작도이다. (a)는 크랭크각을 나타내며, 크랭크각 120°마다 기준펄스 PR이 각도센서(98)에 의해 출력된다. 즉, 크랭크각 0°, 120°, 240°, 360°, 480°, 600°, 720°마다 기준신호 PR이 제어회로(10)에 입력된다.

2도에서 (b), (c), (d), (e), (f), (g)는 각각 제1기통, 제5기통, 제3기통, 제6기통, 제2기통, 제4기통의 동작을 나타낸다. 또 J₁~J₆은 각 기통의 흡입밸브의 개방위치를 나타낸다. 각 기통의 개방위치는 제2도에 나타낸 바와 같이 크랭크각 120°씩 차이가 난다. 이 개방위치와 개방폭은 각각의 엔진의 구조에 따라 다소 다르나 대개 도면에 나타낸 바와 같이 되어 있다.

도면에서 A₁~A₅는 연료분사기(66)의 개방시기 즉, 연료분사 시기를 나타낸다. 각 분사시기 A₁~A₅의 시간폭 JD는 연료분사기(66)의 개방 시간을 나타낸다. 이 개방시간 JD는 연료분사기(66)의 연료분사량을 나타낸다고 생각할 수 있다. 연료분사기(66)는 각 기통에 대응하여 각각 설치되어 있으나, 이들의 연료분사기는 제어회로(10)내의 구동회로에 대하여 각각 병렬접속되어 있다. 따라서, 제어회로(10)로 부터의 연료 분사제어 신호 INJ에 의하여 각 기통에 대응한 연료분사기는 각각 동시에 개방되어 연료를 분사한다.

제2도 (b)에 나타낸 제1기통에 관하여 설명한다.

크랭크각 360°에서 발생한 기준신호 INTIS에 동기되어 제어회로(10) 로부터 연료분사 제어신호 INJ가 각 기통의 매니홀드 또는 흡기구에 설치된 연료분사기(66)에 인가된다. 이에 의해 제어회로(10)에서 계산된 개방시간 JD 동안 A₂로 나타낸 바의 양의 연료를 분사한다. 그러나 제2기통은 흡기밸브가 닫혀 있으므로 분사된 연료는 제1기통의 흡기구 부근에 보존되어 실린더내에는 흡입되지 않는다.

다음에 크랭크각 720°인 점에서 생기는 기준신호 INTIS에 따라 다시 제어회로로부터 각 연료분사기(66)에 신호가 보내져 A₃로 나타낸 연료분사가 행해진다. 이 분사와 거의 동시에 제1기통의 흡기밸브가 개방되며, 이 개방에 의하여, A₂에서 분사된 연료와 A₃에서 분사된 연료가 연소실에 흡입된다. 다른 기통도 마찬가지이다. 즉, (C)에 나타낸 제5기통에서는 흡기밸브의 개방위치 J₅, A₂와 A₃에서 분사된 연료가 흡입된다. (d)에 나타낸 제3기통에서는 흡기밸브의 개방위치 J₃, A₂에서 분사된 연료의 일부와 A₃에서 분사된 연료와 또 A₄에서 분사된 연료의 일부가 흡입된다. A₂에서 분사된 일부의 연료와 A₄에서 분사된 일부의 연료를 합치면 1회분의 분사량이 된다. 따라서 제3기통의 각 흡기 행정에서도 역시 2회의 분사량을 각각 흡입하게 된다.

(e), (f), (g)에 나타낸 제6기통, 제2기통, 제4기통에서도 마찬가지로 연료분사기의 2회분의 분살르 1회 흡기행정으로서 흡입한다. 이상의 설명으로 이해되듯이 제어회로(10)로 부터의 연료분사제어신호 INJ에서 지정되는 연료 분사량은 흡입하는데 필요한 연료의 절반이며, 연료분사기(66)의 2회의 분사로서 연소실(34)에 흡입된 공기에 대응한 필요 연료량이 얻어진다.

제2도에서 G₁~G₆는 제1기통~제6기통에 대응한 점화시기를 나타낸다. 제어회로(10) 내에 설치되어 있는 전력 트랜지스터를 차단함으로써, 점화코일(40)의 1차 코일전류를 차단하여 2차 코일에 고전압을 발생한다. 이 고전압의 발생은 점화시기 G₁, G₅, G₆, G₂, G₄의 시기에서 행해지며, 각 기통에 설치된 점화 플라그에 배전기(38)에 의해 배전된다. 이에 의해 제1기통, 제5기통, 제3기통, 제6기통, 제2기통, 제4기통의 순서로 각 점화 플라그에 점화가 행해져 연료와 공기가 혼합되어 연소된다.

제1도의 제어회로(10)의 상세한 회로궝을 제3도에 나타낸다. 제어회로(10)의 정전원단자(90)는 전지의 정단자(11)0)에 접속되어 +VB인 전압이 제어회로(10)에 공급된다. 전원전압 +VB는 정전압회로(112)에서 일정 전압 PVCC 예를 들면, 5([V])로 일정하게 유지된다. 이 일정전압 PVCC는 중앙처리기(14)(이하 CPU라 함), 등속호출기억장치(116)(이하 RAM라 기재한다), 읽기전용기억장치(118)(이하 ROM라 기재한다)에 공급된다. 또 정전압회로(112)의 출력 PVCC는 입출력회로(120)에도 입력된다. 입출력회로(120)는 멀티플렉서(122), 아날로그디지틀 변환기(124), 펄스출력회로(126), 펄스입력회로(128), 이산(discrete) 입출력회로(130) 등을 가지고 있다.

멀티플렉서(122)에는 아날로그 신호가 입력되어 CPU로부터의 지령에 따라 입력신호의 하나가 선택되어 아날로그 디지틀 변환기(124)에 입력된다. 아날로그 입력신호로서 제1도에 나타낸 각 센서 즉, 수온센서(96), 흡기온도센서(16), 배기온도센서(84), 드로틀 위치 검출기(24), 배기가스환류장치(28), λ센서(80), 공기유량계(14)로 부터 각각 엔진의 냉각수온을 나타내는 아날로그 수온 신호 TW, 흡기온도를 나타내는 아날로그 흡기 온도 신호 TA, 배기가스 온도를 나타내는 아날로그 배기온도신호 TE, 드로틀 개방정도를 나타내는 아날로그 드로틀 개방신호 QTH, 배기가스 환류장치의 개방 상태를 나타내는 아날로그 신호 QE, 흡입혼합기의 공기 과잉율을 나타내는 아날로그 신호 Vλ, 흡입공기량을 나타내는 아날로그 흡기량 신호 QA가 필터(132)~(144)를 거쳐 멀티플렉서(122)에 입력된다. 단, λ센서(80)의 출력 Vλ는 필터회로를 가진 증폭기(142)를 거쳐 멀티플렉서에 입력된다.

이외에, 대기압센서(146)로 부터 대기압을 나타내는 아날로그 대기압신호 VPA가 멀티플렉서에 입력된다. 또 정전원단자(90)으로 부터 저항(150), (152), (154)의 직렬회로에 기준전압 VH가 저항(160)을 거쳐 공급되고, 또 상기 저항의 직렬회로의 단자 전압을 제너다이오드(148)로서 일정값으로 억제한다.

저항(150), (152) 및 저항(152), (154)의 접속점(156), (158)의 기준전압 V_H와 V_L의 값이 멀티플렉서(122)에 입력되어 있다.

상술한 CPU(114), RAM(116), ROM(118), 입출력회로(120) 사이는 각각 데이터버스(162), 어드레스버스(164), 컨트롤버스(166)로 연결되어 있다. 또 CPU로 부터 RAM, ROM, 입출력회로에 각각 클럭신호 E가 인가되어 이 클럭신호 E에 동기하여 데이터버스(162)를 통하여 데이터의 전송이 행하여진다.

입출력회로(120)의 멀티플렉서(122)에는 수온신호 TW, 흡입온도신호 TA, 배기가스 온도신호 TE, 드로틀 개방신호 QTH, 배기환류량 신호 QE, λ센서출력 Vλ, 대기압신호 VPA, 흡입량 신호 QA, 기준전압 V_H및 V_L, 그리고 흡입량신호 QA 대신 부압신호 VD가 각각 입력된다.

이들의 입력은 ROM(118)에 기억되어 있던 명령 프로그램에 따라 CPU(114)가 어드레스 버스를 거쳐 그 어드레스를 지정되어 지정된 어드레스의 아날로그 입력이 들어간다. 이 아날로그 입력은 멀티플렉서(122)로부터 아날로그 디지틀변환기(124)에 보내져 디지틀 변환된 값은 각각의 입력에 대응하는 레지스터에 기억되어 필요에 따라 컨트롤버스(166)를 거쳐 보내져 오는 CPU(114)로 부터의 명령에 따라 CPU(114) 또는 RAM(116)에 들어가게 된다.

펄스입력 회로(28)에는 각도센서(98)로 부터의 기준펄스 PR 및 각도신호 PC가 펄스열의 형태로 필터(168)를 거쳐 입력된다. 또 차량속도 센서(170)로부터 차량속도에 따른 주파수의 펄스 PS가 펄스열의 형태로 필터(172)를 거쳐 펄스입력회로(128)에 입력된다.

CPU(114)에 의해 처리된 신호는 펄스출력회로(126)에 기억된다. 펄스출력회로(126)로부터의 출력은 동력증폭회로(188)에 인가되고, 이 신호에 의하여 연료분사기가 제어된다. 188, 194, 198은 전력 증폭회로로써, 각각 점화코일(40)의 1차 코일전류, 배기가스 환류장치(28)의 개방정도, 공기조절기(48)의 개방정도를 펄스 출력회로(126)의 출력펄스에 따라 제어한다. 이산입출력회로(130)는 드로틀밸브(20)가 모두 폐쇄상태임을 검출하는 스위치(174), 시동스위치(176), 트랜스미션 기어가 톱(top) 기어임을 나타내는 기어스위치(178)로 부터의 신호를 각각 필터(180), (182), (184)를 통해 수신하고 보전한다. 또 CPU로부터의 처리신호를 보전한다. 이산 입출력회로(130)와 관계하는 신호는 1비트로서 그 내용을 표시할 수 잇는 신호이다.

다음에 CPU로부터의 신호에 의해 전력증폭회로(196), (200), (202), (204)에 이산 입출력회로로부터 신호가 보내져 각각 배기가스 환 류장치(28)를 닫어 배기가스의 환류를 정지시키거나, 연료펌프를 제어하거나, 촉매의 이상온도를 표시하거나, 엔진의 과열을 표시한다.

제4도는 펄스출력회로(126)의 구체적인 회로를 나타낸 것이다. 470은 상술한 기준 레지스터군이며, CPU(114)에서 처리된 데이터를 기억하거나, 또는 미리 설정된 일정값이 나타내는 데이터를 기억한다. 이 데이터는 CPU(114)로부터 데이터버스(162)를 거쳐 보내진다. 기억할 레지스터의 지정은 어드레스버스(164)를 거쳐 행해지며, 지정된 레지스터에 상기 데이터가 입력되어 기억된다.

472는 순시 레지스터군이며, 엔진등의 순시의 상태를 기억한다. 순시 레지스터군(472)과 래치회로(476)와 중분기(478)로써 소위 계수기능을 갖는다.

출력 레지스터군(474)은 예를들면, 엔진의 회전속도를 유지하는 레지스터(430)와 차량속도를 유지하는 레지스터(432)를 갖고 있다. 이들의 값은 어떤 조건이 이루어졌을 때 순시 레지스터의 값이 독입(Readin)됨에 따라 얻어진다.

출력 레지스터군(474)에 기억되어 있는 데이터는, CPU로 부터 어드레스 버스를 거쳐 보내져 오는 신호에 의하여 관계되는 레지스터가 선정되며, 이 레지스터로 부터 데이터버스(162)를 거쳐 CPU(114)에 보내진다.

비교기(480)는 기준 레지스터군(470)에서 선정된 기준데이터와 순서 레지스터군(472)에서 선정된 순시 데이터를 각각 입력단(482), (484)으로 부터 받아 비교동작을 행한다. 그 비교결과는 출력단(486)에서 출력된다. 출력단은 비교결과 기억회로로서 작용하는 제1비교 출력 레지스터군(501)의 소정 레지스터에 세트된다. 그후 제2비교출력레지스터군(504)의 소정의 레지스터에 세트된다.

기준 레지스터군(470), 순시 레지스터군(472) 및 출력 레지스터군(474)의 독출(Read out)이나 기입동작, 증분기(478)나 비교기(480)의 동작, 제1비교출력 레지스터군(502), 제2비교출력레지스터군(504) 출력세트 동작은, 어느 정해진 시간내에 처리된다ㅏ.

또 여러가지 처리는 단계수기(572)의 단 순서에 따른 시분할에 의해 행해진다. 각 단마다 기준레지스터군(470), 순시레지스터군(472), 제1 및 제2 비교결과 레지스터군(502), (504)의 소정의 레지스터 및 필요에 따라 출력 레지스터군(474)의 소정의 레지스터가 선정된다. 또 증분기(478)와 비교기(480)는 공통적으로 사용된다.

제5도는 제4도의 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.

CPU(114)로 부터 클럭신호 E가 입출력회로(120)에 공급된다. 이 신호를 (a)에 나타낸다. 이 클럭신호 E로부터 회로(574)에 의해 중복되지 않은 두개의 클럭신호 ψ₁과 ψ₂를 만든다. 이 신호를 (c)와 (b)에 나타낸다. 이 클럭신호 ψ₁과 ψ₂에 의해 제4도에 나타내는 회로는 동작한다. 제5도(d)는 단 신호이며, 클럭신호 ψ₂의 상승에서 스위치된다. 각 단의 처리는 ψ₂에 동기되어 행하여진다.

제5도중에서 THROUGH라 함은 래치회로나 레지스터 회로가 인에이블 상태에 있음을 나타내며 이들 회로의 출력이 입력에 의존함을 나타낸다. 또 LATCH라 함은 이들 회로가 어떤 데이터를 기억하며 이 회로의 출력이 입력에 의존하지 않고 있음을 나타낸다. (d)에 나타나는 단 신호는 기준 레지스터(470)나 순시 레지스터(472)의 독출신호가 되어 어느 선정된 소정의 레지스터로 부터 그 내용을 독출한다.

(e)와 (f)는 각각 기준레지스터(470)와 순시레지스터(472)의 동작을 나타낸다. 이 동작은 클럭 ψ₁에 동기하여 행하여진다.

래치회로(476)의 동작을 (g)에 나타낸다. 이 회로는 가 고레벨일 때 THROUGH 상태가 되어 순시 레지스터군(472)으로 부터 독출된 어떤 특정한 레지스터의 데이터를 기입하고, 클럭 ψ₂가 저레벨이 되었을 때 LATCH 상태가 된다. 이와 같이 하여 그 단에 대응한 순시 레지스터군내의 소정의 레지스터의 데이터를 기억한다.

래치회로(476)에 기억된 데이터는 클럭신호에 동기하지 않은 증분기(478)에 의하여 외부의 조건에 기인하여 수정된다. 여기서 증분기(478)는 증분 제어기(490)로 부터의 신호에 기인하여 다음과 같은 기능을 갖는다.

제1의 기능은 중가 기능으로서 입력 메이터가 나타내는 값을 하나 증가시킨다. 제2의 기능은 비증가 기능으로서 입력을 증가시키지 않고 그대로 통과시킨다. 제3의 기능은 리세트 기능으로서 입력을 모두영(0)의 값을 나타내는 데이터 바꾼다.

순시 레지스터의 데이터의 흐름을 보면, 순시 레지스터군(472)내의 하나의 레지스터가 단계수기(572)에 의해 선정되어 그 보유 데이터가 래치회로(476)와 증분기(478)를 거쳐 비교기(48)로 입력된다. 증분기(478)의 출력으로 부터 원래의 선정된 레지스터로 되돌아가는 페루우프가 이루어진다. 따라서 증분기가 데이터에 대하여 하나를 증가시키는 기능을 발생시키면 이 페루우프는 계수기로서의 기능을 나타낸다. 그러나 이 페루우프에서 순시레지스터군에 데이터가 특정의 선정된 레지스터로부터 출력되면서, 또한 데이터가 되돌아와서 입력되는 상태가 생기면 오동작을 나타낸다.

따라서 데이터가 되돌아와서 입력되는 것을 막기 위하여 래치회로(476)를 설치하고 있다. 래치회로(476)는 클럭 ψ₂에 동기되어 THROUGH 상태로 되고 한편 순시 레지스터에 입력이 기입되는 THROUGH상태는 클럭 ψ₁에 동기되어 있다. 따라서 클럭 ψ₂와 ψ₁과의 사이에서 데이터커트가 행해진다. 즉, 순시 레지스터군(472)의 특정의 레지스터의 값이 변경되도라도 래치회로(476)의 출력은 변화하지 않는다.

비교기(480)도 증분기(478)와 마찬가지로 클럭신호와 동기되지 않고 동작한다. 비교기(480)는 기준레지스터군(470)내에서 선정된 하나의 기준 레지스터에 기억된 데이터와, 순시 레지스터군내에서 선정된 하나의 레지스터에 기억된 데이터의 래치회로와 증분기를 거쳐 전해진 데이터를 입력한다.

이 데이터의 비교 결과는 클럭신호 ψ₁에 동기되어 THROUGH 상태가 되는 제1의 비교 출력 레지스터군(502)에 세트된다. 이 데이터는 클럭 ψ₂에서 THROUGH 상태가 되는 제2의 비교출력레지스터군(504)에 세트된다. 504의 출력은, 상기 증분기의 각 기능을 제어하기 위한 신호나, 연료분사기, 점화코일, 배기가스 환류장치 등의 드라이브 신호가 된다. 또 이 신호에 기인하여 각각의 단에서 엔진의 회전속도나 차량속도의 측정결과가 순시레지스터군(472)으로 부터 출력레지스터군(474)에 기입된다.

지금, 예를들면 엔진 회전속도를 기입하는 경우는 일정 시간이 경과했음을 나타내는 신호가 제2 비교출력레지스터 RPMWBF(552)에 기억되어 후술하는 표 1의) RPM단에서, 이 레지스터(552)의 출력에 따라서 순시 레지스터(462)에 기억된 데이터가 출력 레지스터군의 레지스터(430)에 입력된다. 이때 제2 비교 출력레지스터(552)에 일정한 시간이 경과했음을 나타내는 신호가 기억되어 있지 않은 경우에는 RPM단이 되어도 순시 레지스터(462)에 기억된 데이터를 레지스터(430)에 입력하는 동작은 행해지지 않는다.

한편 제2비교 출력 레지스터 VSPWBF(556)에 기억되는 신호에 따라서 VSP단의 타이밍에 의해 순시레지스터(466)의 데이터가 차량속도를 나타내는 데이터로써 레지스터(432)에 입력된다.

엔진의 회전 속도 RPM 및 차량속도 VSP를 나타내는 데이터가 출력 레지스터군(474)에 기입되는 과정은 다음과 같다.

제5도에서 단신호 STG가 RPM 또는 VSP로 되어 있으며, 순시레지스터(462), (466)이 데이터가 클럭 ψ₂의 고레벨에서 래치회로(476)가 THROUGH 상태가 되어 기입되고, 클럭 ψ₂가 저레벨이 되므로서 상기 데이터가 LATCH된다.

이와같이 하여 기억된 데이터는 상기 RPMWBF(552) 또는 VSPWBF(556)으로 부터의 신호에 따라서 클럭 ψ₁의 고레벨에 동기되어 출력 레지스터군(474)은 제5도(k)에 나타내는 바와같이(THROUGH) 상태가 되어 기입되며, 클럭 ψ₁의 저레벨에서 래치(LATCH)된다. 출력 레지스터(474)에 기억되어 있는 데이터를 CPU(114)가 읽을 경우에는, CPU(114)로 부터 어드레스 버스(164)를 거쳐 레지스터를 지정하여 제5도(a)에 나타내는 클럭신호 E에 동기하여 레이터의 기입이 행해진다.

단신호 STG의 발생회로를 제6도에 나타낸다. 회로(574)로 부터의 신호 ψ₁에 의해 단계수기 SC(570)가 카운트업 되어 그 단계수기 SC(570)의 출력 C₁~C₆과 제4도 T레지스터의 출력을 입력으로 하여 단코오드 해석기 SDC에 가해진다. 단코오드 해석기 SDC는 출력으로서 01~017의 신호를 단래치회로 STGL에 클럭 ψ₂에 동기하여 기입한다. STGL의 리세트 입력에는 제4도의 MODE래지스터의 2⁰비트의 신호 GO가 입력되고, MODE 레지스터의 2⁰비트의 GO 신호가 저레벨이 되면 STGL의 전체의 출력이 저레벨이 되어 어떠한 처리동작도 모두 정지한다. 한편 상기 GO신호가 고레벨이 되면 다시 STG가 일정 순서로 출력되어 이에 기인하여 처리가 행해진다.

상기 SDC 는 ROM등을 사용하므로서 용이하게 실현될 수 있게 된다. 또, STGL의 출력인 STG의 00~6F까지의 상세한 내용을 표 1에 나타낸다.

[표 1]

우선, 제6도의 단계수기 SC(570)의 리세트 단자에 제너럴 리스테 신호 GR이 입력되어 이에 따라 계수기 출력 C₀~C₆은 모두 0이 된다. 이 제너럴 리세트 신호는 이 제어회로의 기동시에 CPU로 부터 보내지게 된다. 이 상태에서 클럭신호 ψ₂가 입력되면 ψ₂의 상승점에 EGRP가 나온다. 이 단신호에 따라 EGRP의 처리를 행한다. 다음에 클럭 ψ₁에서 단계수기 SC(570)가 하나 카운트업되고, 다시 클럭 ψ₂에서 다음의 단신호 INTLSTG가 출력된다. 이 단신호 INTLSTG에 따라서 INTL의 처리가 행해진다. 또 다음은 단신호 CYLSTG가 출력되어 CYL의 처리가 이루어지며, 그 다음은 단신호 ADVSTG가 출력되어 ADV의 처리가 행해진다. 이와 같이 하여 단계수기 SC(570)가 ψ₁에 동기되어 카운트업을 계속하면 ψ₂에 동기되어 단신호 STG가 출력되며 이 신호에 따른 처리가 행하여진다. 단계수기 SC(570)의 C₀~C₆이 모두 1이 되면, 단신호 INJSTG가 출력되어 INJ의 처리가 행해져서 제1표의 모든 처리가 끝난다.

다음의 클럭신호 ψ₁에서 단계수기 SC(570)의 C₁~C₆모두 0이 되고, 클럭신호 ψ₂로 단신호 EGRPSTG가 출력되어 STG의 처리가 행해진다. 이와같이 제1표의 처리를 반복한다. 제1표에 타낸 각 단의 처래뇽을 표 2에 나타낸다.

[표 2]

제6도의 단래치회로 STGL로 부터의 출력 STG0와 STG7신호는 외부로 부터 들어오는 입력과 입출력회로(120)의 내부의 클럭신호와의 동기를 취하기 위한 회로이고, 출력 STG0는 단카운터 SC(570)의 C₀~C₂의 모두가 0일때 출력되며, 출력 STG7은 단카운터 SC(570)의 C₀~C₂가 모두 1일때 출력된다.

외부로부터의 신호로서는 예를들면 엔진의 회전에 동기되어 발생되는 기준펄스 PR, 각도신호 PC나 차륜의 회전에 동기되어 발생하는 차량속도 펄스 PS가 있다. 이들의 펄스주기는 크게 변화하여 그대로는 클럭신호 ψ₁이나 ψ₂와 동기되어 있지 않다. 따라서, 제1표의 ADVSTG의 단, VSPSTG의 단, RPMSTG의 단에서 증분시킬 것인지의 여부를 판단할 수 없다.

그래서 외부로 부터의 펄스 예를 들면, 센서로 부터의 펄스와 입출력 회로의 단과의 사이에서 동기를 취할 필요가 있다. 또한 검출 정밀도를 향상시키기 위해서는 각도 신호 PC와 차량속도펄스 PS는 그 입력펄스의 상승과 강하에 대하여 단과 동기시킬 필요가 있다. 기준 펄스 PR에 대해서는 상승과 동기시키면 된다. 제6도의 단래치회로 STGL의 출력 STG0과 S7TG를 사용하여 상기 동기를 취한 신호를 ψ₂시기에서 만든다. 그 회로를 제7도에 나타낸다. 또 그 동작 시기를 제8도에 나타낸다.

센서출력등의 외부 입력 펄스로서 예를들면, 기준펄스 PR, 각도신호 PC, 차량속도펄스 PS는 제6도에 나타내는 STG0 출력에 의해 제7도의 래치회로(600), (602), (604)에 각각 래치된다.

제8도에서 (a)는 클럭신호 ψ₂, (b)는 클럭신호 ψ₁, (c) 및 (d)는 단신호 STG7과 STG0이다. 이 단신호는 제6도에서 설명한 바와 같이 ψ₂에 동기되어 발생된다. (e)에 나타나는 신호는 각도센서 또는 차량속도 센서로 부터의 출력 펄스로서 기준펄스 PR 또는 각도펄스 PC 또는 차량속도 펄스 PS를 나타내며, 이 신호발생시기와 펄스의 듀티(duty), 주기는 불규칙하고, 단신호에는 관계없이 입력된다.

지금, 제8도 (e)에 나타낸 바와 같은 신호가 래치회로(600), (602), (604)에 입력되었다고 가정하면, 단 신호(도면(j)의 펄스)에서 각각 래치된다. 따라서 제8도 (f)에 나타낸 바와 같은 시점9k)에서 고레벨이 된다. 또, (m)으로 나타내는 단신호 STG0에서도 입력신호 PR, PC, PS가 고레벨이므로 래치회로(600), (602), (604)에 각각 고레벨이 래치된다. 그러나 (m)으로 나타내는 단신호 STG0에서는 입력신호 PR, PC, PS가 저레벨이 되어 있으므로 저레벨이 래치된다.

따라서 래치회로(600), (602), (604)의 출력 A1, A2, A3은 (f)에 나타내는 바와 같이 된다. 래치회로(606), (608), (610)는 출력 A₁, A₂, A₃을 각각 단신호 STG7의 (n)에서 래치하므로 (o)으로 나타내는 시점에서 상승한다. 또 단신호 STG7의 (p)에서도 고레벨을 래치하므로 고레벨을 계속한다. 따라서 래치회로(606), (608), (610)의 출력신호 B₁, B₂, B₃는 각각 (g)에 나타낸 바와 같이 된다. NOR회로(612)에는 인버어터를 거쳐 보내지는 신호 A₁과 신호 B₁이 입력되어 동기화 기준신호 PRS가 (h)에 나타낸 바와같이 발생한다. 이 동기화 기준신호 PRS는 기준펄스 PR의 상승을 포착하여, 단신호 STG0에서 STG7까지의 펄스폭으로 된다.

배타적 논리합 회로 (614), (616)는 각각 신호 A₂와 B₂신호, A₃와 B₃가 입력되어 신호 PC, PV의 상승점에서 (i)에 나타내는 신호 (q)가 발생하고, 신호 PC, PV의 하강시점에서 (r)의 신호가 발생한다.

신호 (q)와 (r)의 듀티는 (h)에 나타낸 듀티와 같으며, 단신호 STG0과 STG7로 결정된다. 또 상기 설명에서는 신호 PR, PC, PS가 동시에 같은 듀티로 입력되었다고 가정했으나, 실제로는 이들 신호는 동시에 입력되지 않으며 그 듀티도 다르다. 또 동일 신호 그 자체에 대해서 살펴 보더라도 그 주기와 듀티는 그때마다 다르다. 그러나 제7도의 동기화 회로에 의하여 일정폭의 펄스로 된다. 이 펄스폭은 단신호 STG와 STG7의 시간차로 결정된다. 따라서 래치회로(600), (602), (604), (606), (608), (610)와에 인가되는 단신호를 변경하므로서 펄스폭을 조정하여 변경할 수 있다.

이 펄스폭은 제1표의 단의 타이밍에 관계되어 결정된다. 즉, 제1표에 나타낸 바와 같이 INTL단은 단카운터(C₀-C₂, C₃~C₆)가 (1,0)의 상태로 할당되고, 또 (1,1), (1,2), (1,3) ……과 8회째의 단마다 할당 되어지어 있다. 각 단이 1마이크로 초로 설정되어 있으므로 8마이크로 초마다 INTL 단이 할당되어 있다. INTL단에서는 각도센서(89)의 출력 PC가 제7도에 나타내는 동기화 회로에 인가되면, 동기화 회로는 반드시 INTL단에 관련된 것과 같은 동기화 펄스를 만들어 이 동기화 펄스 PCS에 기인하여 INTL단에서 증분기 조정을 제어한다.

이 동기화 각도 신호 PCS는 단 ADV 및 RPM에서도 검출된다. 이 단 ATV나 RPM은 각각 단 카운터 C₀~C₂가 3과 6의 상태에서 C₃~C₆의 값이 하나 카운터업 될 때마다 할당되어 있다. 그리고 그 할당된 단은 8마이크로초의 주기로 회전되고 있다.

제7도의 STG0신호는 단카운터의 C₀~C₂의 값이 0일 때 출력되고, 한편 STG7은 C₀~C₂가 7의 값일 때 출력된다. 이 출력은 C₃~C₆에 관계없이 만들어진다. 따라서 제8도에서는 알 수 있는 바와 같이 동기화 각도신호 PCS는 단계수기 출력 C₀~C₂가 0의 값으로부터 6의 값까지 반드시 그 펄스폭이 존재하고, 이 펄스를 단 INTL, ADV, RPM에서 검출하여 증분 조정기를 제어한다.

위와 마찬가지로 동기화 기준 PRS를 검출하는 CYL 단은 단계수기 출력 C₀~C₂의 값이 2일 때 반드시 할당되어 있는 각도센서(98)로 부터 기준펄스 PR이 입력되었을 때, 그 입력과 같이 반드시 단 카운터 C₀~C₂가 2일 때 동기화기준 PRS가 나오는 것이 필요하다ㅏ.

제7도의 회로는 STG0와 STG7간의 펄스폭이 나오므로 이 정보를 충분히 만족한다. 다음에 차륜속도를 검출하는 VSP 단은 단카운터 출력 C₀~C₂의 값이 항상 5의 값일 때 해당되어 있다. 따라서 C₀~C₂의 값이 5인 값일 때 동기화 PSS신호가 출력되면 된다. 제7도의 회로에서는 C₀~C₂의 값이 0값에서 6값까지 나오므로 이 값을 만족한다.

제7도에서 STG0 신호 대신 C₀~C₂의 값이 4일 값일 때 항상 나오는 신호 STG4를 만들어 이 신호를 사용하고, 또 STG7의 신호대신으로 C₀~C₂의 값이 6의 값일 때 항상 나오는 신호 STG6을 사용해도 좋다. 이 경우는 신호 PS가 입력되었을 경우 동기화 신호 PS 단 카운터의 출력 C₀~C₂의 값이 4와 5일 때 항상 출력되는 것이 된다.

여기서 단위 주기에 대하여 설명한다. 제1표에서 단카운터 출력 C₀~C₆의 값이 0에서 127까지의 128 종류의 단신호가 만들어지며, 이 신호가 모두 발생이 끝나면 큰 싸이클이 완료되고 다시 새로운 큰 사이클이 시작된다. 이 큰 사이클은 다시 16개의 작은 싸이클로 구성되며, 이 작은 싸이클은 8종류의 단신호로 구성되어 있다. 이 작은 싸이클은 단카운터 출력 C₀~C₂의 값이 0에서 부터 7에 각각 대응되며, 8마이크로초로 이 작은 싸이클이 완료된다.

센서로 부터의 펄스 출력 PR, PC, PS에 대하여, 동기를 확실하게 걸어 동기화 펄스 PRS, PCS, PSS를 확실하게 발생시키기 위해서는 상기의 센서로부터의 출력이 작은 싸이클 이상의 펄스폭을 가질 것이 필요하다. 예를들면, 각도펄스 PC는 엔진의 회전이 빨라질수록 그 듀티는 좁아진다. 예를들면 900회전/분에서는 약 9마이크로초 정도가 된다. 따라서 9000회전/분에 대하여 충분히 동기화 되도록 하는 것이 이 작은 싸이클을 이보다 짧게할 필요가 있으며 본 실시예에서는 8마이크로 초로 하고 있다. 다음에 제4도에 나타낸 증분기(478)의 동작에 대하여 설명한다.

증분기(478)의 상세한 회로를 제9도에 나타낸다. 이 증분기의 기능은 위에서 설명한 바와 같이 세가지가 있다. 제1의 기능은 입력 데이터를 1의 값만큼 증가시키는 기능이고, 제2의 기능은 입력데이터를 리세트하는 기능이고, 제3의 기능은 입력 데이터를 그대로 출력하는 기능이다. 증분기능은 ICNT신호로서, 리세트 기능은 IRST신호러서 행한다.

ICNT신호가 고 레벨일 때 증분기능, 저레벨일 때 비증분기능, IRST신호가 고레벨일 때 리세트 기능으로 되며, IRST신호는 ICNT신호보다 우선한다. 각 처리의 지령한ㄴ 단신호에 의해 조건을 선택하면 된다. 그 조건이란 동기화된 외부입력이나 제2비교 출력 레지스터군(504)의 출력이다. 또 출력 레지스터군(474)에 데이터를 전송하여 기입하는 조건도 증분기의 조건과 마찬가지이다.

이상 말 한 기준 레지스터군(470), 순시 레지스터군(472), 래치회로(476), 증분기(478), 비교기(480) 그리고 출력레지스터군(474)은 10비트 이하의 회로로 구성되어 있다. 제10도는 연료분사 신호 INJ의 처리를 설명한 도면이다. 기통수의 차이에 따라 분사의 개시가 다르기 때문에, CYL COUNTER로서 작용하는 레지스터(442)에 의해, 기준 신호 PRS로 부터 만들어진 초기 각 펄스 INTLD를 계수하여, 그 결과를 기통수에 관련된 값을 기억하고 있는 CYL 레지스터(404)군와 비교하여, 크거나 또는 같을 경우 제1 비교출력 레지스터군(502)의 CYLFF(506)에 1을 세트하고, 또 제2비교출력 레지스터군(504)의 CYLBF(508)에 1을 세트한다.

CYLBF=1RST CYL COUNTER(442)는 리세트된다. 또 이 CYLBF=1일때 분사시산을 측정하는 INT TIMER(450)가 리세트된다. 언제나 무조건 시간에 의해 증분되어 가고, 분사시간이 설정된 INJD 레지스터(412)와 비교하여 크거나 또는 같을 때, 제1비교출력레지스터군의 INJFF(522)에 1이 세트된다. 또 제2비교출력 레지스터군의 INJBF(524)에 1이 세트된다. 이 INJ BF=1일 때는, 시간에 의한 증가는 금지한다. 이 INJ BF의 반전출력이 연료의 분사시간 폭으로 되어 연료 분사기의 갭아시간이 된다.

분사연료시간(Ti)은 엔진의 시동시와 시동후에 크게 달라진다. 시동시에는 Ti=10ms, 시동후에는 Ti≒8ms이다. 연료분사시간(Ti)은 Ti≒(INJDRFEG(412)의 내용) X(INJ STG의 주기)이므로, INJSTG의 주기가 8μs(클럭 ψ₁의 주기가 1μs인 경우, 제1표 참조)인 경우, INJ의 처리에 관계하는 레지스터군류의 비트수는 시동시의 분사시간을 생각하면 14비트가 필요하다.

상기한 바와 같이 제4도의 레지스터군 류가 10리트 이하의 레지스터인 것을 생각하면 INJ의 처리를 위하여 제4도의 레지스터류 14비트로 하는 것은 회로 구성상 이롭지 못하다.

예를들면, 기준 레지스터군(470)과 순시 레지스터군(472) 내의 레지스터의 비트를 증가 시키는 것은 래치회로(476), 증분기(478) 그리고 비교기(480)의 비트증가에 연관된다. 합계하면(4비트)×(5회로)=20비트가 증가하게 된다. 그러므로 시동시의 연료 분사시간 Ti≒100ms를 실현하기 위하여, 제6도와 같이 INJSTG의 발생 조건으로 단카운터(570)외에, TREG의 2⁰-2²비트의 값을 가하여 INJSTG의 주기를 연료 분사시간에 따라 5단계로 바꾸므로서 가능해진다. 즉, 제4도에 TREG의 3비트 증가만으로 된다.

제6도의 INJSTG의 발생회로 부분을 제14도에 나타낸다. 이 도면에서는 단코오드 해석기 SDC를 ROM로 구성하여 그 출력신호 06은 단래치 STGL을 거쳐 INJSTG가 된다. INJSTG의 주기는 TREG의 내용이 ˝0˝에서 8μs, 1에서 16μs, 2에서 32μs, 3에서 64μs, 4에서 128μs로 변화한다.

Ti의 최대시간은 131ms(1023×128μs)이다. 또 TREG는 연료분사량에 따라 조정한다. 제11도는 점화를 제어하는 신호의 처리를 설명한 도면이다. 초기 각 펄스 INTLD에 따라 ADV COUNTER로서 작용하는 레지스터(452)를 리세트하고, 동기화된 각도펄스 PC가 고레벨인 것에 의해 증분된다.

그리하여 INTLD로 부터 점화하는 각도를 보전하고 있는 ADV 레지스터(414)와 비교하여, 크거나 또는 같을 경우, 제1 비교출력 레지스터군(502)의 ADVFF(526)에 1을 세트하고, 또 제2비교출력 레지스터군(504)의 ADV BF(528)에 1이 세트된다. 이 ADV BF의 상승을 나타내는 ADVD에 의해, 통전 개시의 DWL COUNTER(454)를 리세트하고 동기화된 각도 펄스 PC가 고레벨인 것으로 인하여 증분된다. 그리고 바로전의 점화 위치에서 통전개시하는 각도를 기억하고 있는 DWL 레지스터(416)와 비교하여 크거나 또는 같을 경우, 제1 비교출력 레지스터군(502)의 DWLFF(530)에 1을 세트하고, 또 제2비교출력 레지스터군(504)의 DWL BF(532)에 1이 세트된다. 이 DWLBF(532)의 출력이 점화 제어신호 IGN 1가 된다.

제12도는 EGR(NIDL)의 처리를 설명한 도면이다. 이것들은, 모두 비레 솔레노이드 이기 대문에 듀티 제어를 행한다. 주기를 기억하는 EGRP 레지스터(418)와 ON 시간을 기억하는 EGRD 레지스터(420)가 두개가 있고 또 TIMER로서는, EGR TIMER(456)에 의해 측정된다.

처리상으로는 EGRP STG의 처리시는, 무조건의 증분, 또 EGRP 레지스터(418)와 EGRTIMER(456)에 기억된 데이터를 비교하여 크거나 같을 때 제1 비교출력 레지스터군(502)의 EGRP FF(534)에 1을 세트한다. 다시 제2 비교 출력레지스터군(504)의 EGRP BF(536)는 1로 세트된다.

EGRDSTG의 처리시는, 무조건의 증분, 또 EGRPBF=1에서 EGRTIMER(456)는 리세트된다. EGRDFF(538)와 EGRD레지스터(420)와 EGR TIMER(456)를 비교하여, 그 결과가 크거나 또는 같은 경우 1로 세트되고, EGRD BF(540)는 1로 세트된다. 이 EGRD BF(540)의 반전출력이 EGR의 제어 신호인 것이다. NIDL도 마찬가지 동작이다.

제13도는, 엔진 회전수(RPM) 또는 차량속도(VSP)의 측정방법과 처리를 설명한 도이다. 측정방법은, 어느 측정시간폭을 RPMW TIMER(460)로 결정하고, 그 시간폭에 있는 동기화된 각도 펄스 PC를 계수하므로서 얻을 수 있는 것이다. 시간폭을 측정하는 RPMW TMER(460)는 무조건으로 증분되고 또, RPMW BF(552)=1일 때 리세트된다.

RPMW FF(550)에 1이 세트되는 것은 기간폭을 기억하고 있는 RPMW 레지스터(426)와 RPMW TIMER(460)을 비교하여 그 결과가 크거나 또는 같을 경우이다. RPMW BF(552)의 상승을 나타내는 RPMWD에 의해 해당되는 PC를 계수한 RPMCOUNTER(462)의 내용을 출력 레지스터(474)의 RPM 레지스터(430)에 전송하여 기입한다. 또 RPMW BF(552)=1일 때는, RPM COUNTER(462)는 리세트된다.

VSP STG의 처리에 대해서도 RPM과 마찬가지이다. 각 레지스터의 기능을 표 3에 나타낸다.

[표 3]

다음에 기준 레지스터군(470)에 기준 데이터를 세트하는 방법에 대하여 설명한다. 레지스터(402), (404), (406), (410)는 이 실시예의 장치의 기동시에 세트된다. 이들의 값은 한번 세트되면 변경되지 않는다. 다음에 레지스터(408)의 데이터 세트는 프로그램 처리에 의하여 행해진다.

레지스터(412)에는 연료분사기(66)의 개방시간을 나타내는 데이터 INJD가 입력된다. 이 데이터 INJD는 예를들면 다음과 같이 하여 결정된다. 공기유량계(14)의 출력신호 QA를 멀티플렉서(122)를 거쳐 아날로그 디지틀 변환기(124)에 넣는다. 여기서 디지틀 데이터로 변환되어 레지스터(도시하지 않음)에 기억된다. 이 흡입공기량을 나타내는 데이터와 제4도의 레지스터(430)에 기억되어 있는 데이터로부터 계산처리 또는 사상상태(mapped state)로 기억된 정보에 따라 부하데이터 TP를 구한다.

또 흡기온도 센서(16), 수온센서(96), 배기온도센서(84)의 출력을 디지틀 변환하고 이 데이터의 엔진의 운전 상태에 따라 보정을 한다. 이 보정 계수를 K₁로 한다. 또 전지전압도 디지틀화되고, 이 데이터에 따라 보정을 하게 된다.

이 보정계수를 TS로 한다. 다음에 λ센서(80)에 의해서 보정을 하게 된다. 이 보전계수를 α로 한다. 즉 데이터 INJD는 다음의 식이 된다.

INJD=α(K₁·TP+TS)

이와같이 하여 연료 분사기의 개방 시간이 정해진다. 그러나 여기서 나타낸 방법은 일예이며, 다른 방법으로 정할 수 있는 것은 물론 가능하다.

레지스터(414)는 점화시기를 나타내는 데이터 ADV가 세트된다. 이 데이터 ADV는 예를들면 다음과 같이 얻어진다. 요소가 상기 부하 데이터 TP와 회전수인 사상(mapped) 점화 데이터를 ROM(118)내에 기억한다. 또 이 점화데이터에 시동보정, 수온보정, 가속보정 등을 가한다. 이와같이 하여 데이터 ADV가 얻어진다.

레지스터(416)에는 점화코일의 1차전류 충전시간을 제어하기 위한 데이터로서 데이터 DWL이 세트된다. 이 데이터 DWL는 상기 데이터 ADV의 값과 전지 전압의 디지틀 값으로부터 계산되어 구해진다.

레지스터(418)와 (422)에는 신호 EGR의 주기를 나타내는 데이터 EGRP와 신호 NIDL의 주기를 나타내는 데이터 NIDLP가 각각 세트된다. 이들 데이터는 미리 정해져 있는 것들이다.

레지스터(420)에는 EGR 밸브(배기가스 환류장치)의 통전폭을 나타내는 데이터 EGRD가 세트된다. 이 통진폭이 커지면 배기가스 환류장치의 개방비율이 증가하여, 배기가스의 환류율이 증가한다. 데이터 EGRD는 예를들면 요소가 상기 부하 데이터 TP와 회전 속도인 사상상태(mapped state)로 ROM(118)내에 기억된다. 또 이 데이터는 수온등에 의하여 보정된다.

레지스터(424)에는 공기 조절기(48)의 통전폭을 나타내는 데이터 NIDLD가 세트된다. 이 데이터는 예를들면 무부하 상태에서의 엔진의 회전속도가 소정의 회전속도가 되도록 궤한 제어되며 그 궤환량으로 결정된다.

레지스터(426), (428)에는 일정시간을 나타내는 데이터 RPNW와 VSPW가, 이 실시예의 회로가 기동될때에 각각 세트된다. 이상의 설명에서는 연료분사량, 점화각, 배기가스 환류량등의 제어에 공기유량 센서의 출력을 그 압력요소로 사용하였다. 그러나 흡입공기의 상태를 나타내는 센서로서 이 공기유량센서 이외의 센서를 사용할 수 있는 것도 가능하다. 예를들면 흡입 매니홀드 압력을 검출하는 압력센서를 사용해도 좋다.

본 발명에 의하면 단싸이클에 대하여 불규칙적으로 입력되는 펄스신호를 동기화하고 있으므로 정확한 검출을 할 수가 있다.

또한 위에서 설명한 실시예에서는 단싸이클을 큰 싸이클과 작은 싸이클로 나누고 있기 때문에 정밀도에 따라 검출 싸이클을 짧게 할 수 있고 또한 동기신호를 검출하는 단을 작은 싸이클의 구석중에 넣고 있으므로 엔진의 고속회전에서도 정확한 검출이 가능한 것이다.

이상 설명한 실시예에 의하면, 기준 레지스터군과 순시 레지스터군과 비교 결과 유지레지스터군을 구비하여 단카운터에 기인하여 상기 레지스터군의 각각의 소정 레지스터를 비교회로에 연결시키므로, 여러가지의 엔진 제어기능을 갖고 있음에도 불구하고 비교적회로는 간단해지는 효과가 있다.

본 발명의 연료분사 장치는 엔진의 동기신호(기준신호)를 계측하여 연료분사 개시 시기를 결정하는 기능, 또 연료분사량을 타이머와 그 클럭의 단위시간을 연료분사량에 따라 변하는 레지스터로서 제어하는 기능을 갖고 있으므로 기통수가 다르거나 또는 연료분사량의 제어등 작동기의 제어범위가 광범위하게 양호한 엔진 제어를 할 수가 있다.

Claims (1)

1. 복수개의 센서로부터 엔진의 운전 상태를 나타내는 신호를 발생하는 동시에 엔진의 각각의 에너지 변환기능을 제어하기 위해 인가되는 제어신호에 응답하는 작동기와 결합한 프로세서 제어장치에 내연기관의 운전제어를 위해 사용되는 제어장치로서, 엔진의 운전사상(events)이 제어되는 엔진 제어 타이밍 신호를 발생하기 위한 제1장치로서 단계수기(572)와, 마이크로 프로세서의 CPU(114), RAM(116), ROM(118)로부터 공급된 엔진의 제어 데이터를 기억하기 위한 제2장치로서 기준 레지스터군(470)과, 연속적으로 변경하는 엔진의 타이밍 데이터를 발생하기 위한 제3장치로서 순시레지스터군(472) 및 증분기(478)와, 상기한 제2장치에 의해 기억된 엔진제어 데이터를 상기한 제1장치(572)에 의해 발생된 엔진 제어 타이밍 신호에 따라 상기한 제3장치(472), (478)에 의해 발생된 엔진 타이밍 데이터와 비교함으로써, 제3장치(472), (478)에 의해 발생된 엔진 타이밍 데이터에 관한 규정된 관계를 한정하는 엔진 타이밍 데이터에 응답하여 출력신호를 발생하기 위한 제4장치로서 비교기(480)와, 상기 제4장치(480)에 의해 발생된 출력신호에 응답하여 작동기에 가해지는 제어신호를 발생하기 위한 제5장치로서 제1비교 출력 레지스터군(502) 및 제2비교 출력 레지스터군(504)등으로 구성된 전자식 엔진 제어장치.

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